Valorization of Sig diatomite for thermal insulation in buildings

Abstract

Les matériaux à changement de phase (PCM) combinés avec des matériaux hygroscopiques sont considérés comme une solution appropriée pour améliorer l'environnement intérieur de l'enveloppe du bâtiment dans le domaine de la construction, en fournissant une technique de stockage de chaleur ou de froid pendant les variations environnementales. Dans cette thèse, un matériau de contrôle de l'humidité à changement de phase (PCHCM) dérivé de diatomite extraite de la mine de Sig située au nord-ouest de l'Algérie a été utilisé comme revêtement final dans les bâtiments afin d'analyser ses performances expérimentalement à l'aide d'une chambre thermique dédiée. L'expérience a consisté à exposer trois murs en briques creuses réfractaires avec différents revêtements isolants (mortier, diatomite algérienne, et PCHCM) à des températures et humidités spécifiques. Lorsqu'un mur était placé dans la chambre thermique, celle-ci était divisée en deux compartiments : dans le premier, la température et l'humidité étaient contrôlées par une unité de contrôle ZL-7918A ; dans le second, une caméra infrarouge TESTO890 mesurait les fluctuations de température et d'humidité à la surface du mur, tandis que l'unité de contrôle ZL-7918A mesurait ces fluctuations dans le compartiment toutes les 30 minutes selon les conditions d'exploitation expérimentales. Après l'expérience, deux ensembles de résultats expérimentaux ont été distingués en fonction des conditions d'exploitation : le PCHCM a montré une meilleure performance à une température constante égale ou supérieure au point de fusion du PCM, tandis que la diatomite seule a donné des résultats plus significatifs à une température inférieure au point de fusion du PCM. Une étude approfondie a été menée pour évaluer les performances des matériaux de stockage de chaleur à changement de phase composite efficace (PCHCM) dans les applications d'isolation thermique. En plus de l'analyse expérimentale, une analyse numérique a été utilisée pour illustrer les résultats avec plus de précision, montrant une bonne concordance entre les résultats expérimentaux et l'analyse numérique, soulignant la précision des méthodes utilisées et la validité des conclusions en découlant. Une attention particulière a été portée à l'impact de la qualité des matériaux PCHCM sur leurs performances dans les applications d'isolation thermique, en analysant deux types de PCHCM : le premier contenant un PCM avec un point de fusion à 28°C, et le second composé de deux PCMs avec des points de fusion différents (28°C et 22°C). Les résultats ont montré que l'utilisation du second type de PCHCM améliore davantage les températures et l'humidité sur la face intérieure du mur comparativement au premier type, indiquant les avantages supplémentaires de l'utilisation de compositions PCM multiples dans les applications d'isolation thermique, pouvant ainsi contribuer à améliorer l'efficacité énergétique et le confort environnemental des bâtiments et structures divers.